Вход / Регистрация
Не определено /
Пн-Пт. с 8:00 до 18:00
8 (800) 700-72-07

В Вашем городе отсутствует филиал Technobearing.
Выберите почтовую доставку?

Нет. Выбрать другой город
Каталог товаров

ОПУ для больших диаметров и высоких скоростей

15.02.2019

Воздушные подшипники с внешним давлением от New Way Air Bearings позволяют создавать новые конструкции, которые обеспечивают более высокие скорости вращения, повышенную точность и большую центральную апертуру, необходимые для применения в современных сканерах компьютерной томографии (КТ).

КТ-сканеры - это вращающиеся рентгеновские аппараты. Вращая источник рентгеновского излучения и детектор (расположенный на 180 градусов друг от друга) вокруг пациента, можно создать трехмерное изображение. Медицинские приложения являются одним из ранних и наиболее распространенных сфер применения подшипников, но сканирование багажа на наличие взрывных устройств в багаже ​​авиакомпании является еще одной важной областью применения. В обоих этих случаях выгодно иметь как можно большее центральное отверстие для размещения багажа странной формы или пациентов, расположенных в позах, чтобы руки не могли заслоняли 360-градусный обзор внутренних органов. Кроме того, у многих пациентов наблюдается клаустрофобия в небольших ограниченных отверстиях, из-за чего им трудно оставаться неподвижными во время процедуры. Таким образом, большинству машин требуется диаметр отверстия подшипника не менее одного метра, см. картинку ниже.

opu_nov

Поскольку эти машины каждый раз отображают только небольшой участок, они должны вращаться со скоростью сотни оборотов в минуту, чтобы процедура была достаточно короткой, для того, чтобы пациенты могли ее переносить, или чтобы не отставать от множества проверенных сумок, которые необходимо сканировать. 

Потребность в скорости продолжала подталкивать конструкторов машин КТ к новым решениям, особенно в области медицины.

 КТ-сканеры для визуализации сердца особенно сложны из-за естественного движения бьющегося сердца. Эта процедура, известная как сердечно-сосудистая компьютерная томографическая ангиография (CCTA). В этом случае рентгеновское оборудование должно перемещаться вокруг сердца между ударами, пока сердце находится в состоянии покоя, чтобы получить изображение кровеносных сосудов. Есть только два варианта: замедлить работу сердца посредством седации или ускорить вращение машины.

Philips Healthcare, крупный поставщик оборудования для компьютерной томографии, начал новую конструкцию машины “с чистого листа”, чтобы найти способ ускорить вращение. По словам менеджера по продукту Philips Healthcare CT Роберта Попилока, их клинические партнеры, заинтересованные в проведении КТ-исследований сердца, запросили систему, способную развивать более высокие скорости для повышения вероятности получения «снимка» сосудов, снабжающих кровь к стенке сердца в спокойном состоянии. Решение, которое они нашли, также помогло разрешить многие другие проблемы создания оборудования для точной компьютерной томографии.

Они начали оценивать воздушные подшипники для поддержки вращающегося рентгеновского оборудования. Воздушные подшипники имеют ограничения скорости, значительно превышающие необходимые. Фактически, ни скорость, ни расстояние перемещения не являются факторами износа пневматической системы, что повышает надежность и снижает стоимость владения для их клиентов. Тем не менее, было больше преимуществ:

- не было необходимости периодически смазывать маслом

-не загрязнялись маслом другие компоненты системы

-не было запаха масла

-воздушный подшипник был совершенно бесшумным и мог располагаться по периметру гораздо большего кольца

Все это позволило избежать звука и вибрации 1-метрового подшипника качения со скоростью более 200 об / мин, несущего 1,5 тонны оборудования всего в нескольких дюймах от лица пациента, увеличивающего частоту сердечных сокращений. Воздушные подшипники, диаметром 1,68 метра по периметру, были способны выдерживать  вращение достаточно далеко от пациента, при скорости 220 об/мин, обеспечивая 1 оборот каждые 27 секунды. Это было достаточно быстро, чтобы отобразить изображение всего сердца во время фазы отдыха и соответствовать требованиям проекта.

На этапе разработки машины была успешно развернута полностью загруженная машина диаметром 2 м со скоростью 500 об /мин. Это превышает 50 м / с на подшипнике и приводит к обороту каждые 0,12 секунды. Эта скорость превысила центробежную силу, которую может выдержать чувствительный источник рентгеновского излучения, и была быстрее, чем необходимо. Так, подшипники больше не ограничивали производительность машин.

На этом этапе разработки подшипники также были испытаны на столкновение. При 300 об / мин подача воздуха была преднамеренно отключена, позволяя полностью нагруженному ротору диаметром 2 метра приземлиться на подшипники без подачи воздуха и остановиться из-за кулоновского трения. Это было сделано около 100 раз. После этого испытания на выносливость воздушные подшипники продолжали работать так же, как и до испытания. Это подтвердило хорошие смазочные показатели и отсутствие повреждений в пористых углеродных воздушных подшипниковых поверхностях, предоставленных компанией New Way Air Bearings, и послужило важным фактором доверия для Philips Healthcare.

Тем не менее, у пневматических систем есть и другие преимущества, одно из которых заключается в увеличении разрешения системы по сравнению с подшипниками качения. Это стало очевидным при измерении точности оси вращения. Метрология оси вращения определена в стандартах ASME B89.3 4-1958 («Оси вращения, методы определения и испытания») и ISO-230-7 («Геометрическая точность осей вращения»). Это стандарты, используемые для определения типов станков для измерения диаметра и шпинделей для точных станков. Мишени установлены на вращающейся части, а прецизионные датчики (обычно емкостные датчики) используются для измерения осевого и радиального смещений.

nov1502

Хотя системы с воздушными подшипниками и элементами качения имеют некоторые ошибки в движении, но системы элементов качения имеют относительно высокие асинхронные ошибки. Это ошибки, которые каждый раз различаются и являются следствием того факта, что подшипники качения имеют более одного вращающегося компонента. Например, вращающееся кольцо не является идеальным, как и все ролики, и поскольку они прецессируют во внешнем кольце с разными частотами, они каждый раз находятся в разном относительном положении. Это приводит к асинхронным ошибкам, которые, например, в других сферах, связаны с ограничениями на чистоту поверхности в точках поворота или закругления в одной точке при шлифовании больших зубчатых колес, которые вращаются только несколько раз.

В КТ-сканировании с использованием подшипников качения проблема заключается в том, что при заданной скорости источник и детектор находятся в немного другом месте относительно пациента, в каждом обороте. Система воздушного подшипника имеет только один вращающийся элемент. Таким образом, хотя существуют синхронные ошибки, эти ошибки являются одинаковыми каждый раз вокруг и основаны на форме вращающейся дорожки, по крайней мере, источник и детектор каждый раз находятся в одном и том же месте относительно пациента. Это улучшает способность разрешения изображения системы подачи воздуха.

Этот разговор о точности приводит к другим проблемам стоимости и жизни. Большие роликовые подшипники или поворотные подшипники требуют непрерывной и точной монтажной поверхности на статоре, чтобы получить установку прецизионно обработанной стороны статора подшипника. Та же самая точность поверхности требуется для вращающегося компонента, который крепится болтами к вращающемуся кольцу подшипника. Погрешности механической обработки на любой из этих поверхностей могут привести к значительному увеличению контактного напряжения Герца в элементах качения и дорожках качения.

opu_novost

Прецизионные поверхности на больших компонентах являются одновременно проблемой стоимости и цепочки поставок, но проблема на этом не заканчивается. Существует трудный выбор между желаний добиться легкого веса оборудования и высокой точности.

Медицинский сканер не может быть спроектирован с жесткостью и массой металлорежущего станка, он может упасть на пол больницы, поэтому, когда статор медицинского сканера обрабатывается на станке с вертикальной осью, он может быть почти идеальным, но выдержать его в его рабочем положении по горизонтальной оси, и эта прецизионная поверхность может хорошо измениться, установите вращающийся компонент и 1,5 тонны асимметричной массы с этой прецизионной поверхности, и поверхность непременно изменится, теперь вращайте эту массу со скоростью более 200 об / мин, и это сделает кольца подшипников овальными, вместо того, чтобы закруглить, распахивая их, откройте на консольной массе. Это усугубляет проблему асинхронной точности, рассмотренную выше, и приводит к тому, что в производстве подшипников возникают дополнительные «факторы безопасности» и затраты, чтобы избежать преждевременных отказов.

opu_novost15

Когда мы рассматриваем альтернативу пневматического подшипника, используемую Philips Healthcare, ротор большего размера стоит дороже, чем внутреннее кольцо подшипника качения, требует точной обработки и подвергается тем же нагрузкам, что и подшипник качения, но стационарного кольца нет. Для пневматических подшипников требуется всего два относительно небольших и легких радиальных воздушных подшипника, поддерживающих вращающуюся массу, поэтому для статора не требуется точная механическая обработка. Эти воздушные подшипники устанавливаются на самоустанавливающихся элементах, поэтому их поверхности естественным образом совпадают с поверхностью ротора. Эти воздушные подшипники также кинематически правильны, поэтому точные пути сил известны через подшипники и в структуру статора, что упрощает анализ ВЭД с помощью аккуратных и замкнутых уравнений.

Осевые подшипники монтируются одинаково и также являются кинематическими. На больших роторах длина радиальных воздушных подшипников становится очень малой процентной долей от окружности ротора, что допускает удивительно большие несовпадения в относительном радиусе воздушных подшипников и ротора, поэтому воздушные подшипники и роторы могут быть получены от разных поставщиков, так как подобранные комплекты не нужны.

opu_novost1502

Philips Healthcare начала свои новые разработки в начале 21-го века, зная, что им нужно увеличить скорость сканера. В конечном счете, они выбрали технологию пористых углеродных воздушных подшипников от New Way Air Bearings, которая работала с ними в течение шести лет. В ноябре 2007 года компания Philips представила сканер Brilliance iCT на ежегодном собрании Радиологического общества Северной Америки с использованием технологии AirGlide. На сегодняшний день в отрасли используется более 1000 сканеров Brilliance iCT, использующих воздушные подшипники New Way с превосходным показателем надежности.

 

 

Приобрести подшипники от известных мировых производителей можно в нашем интерне-магазине.

А также опорно-поворотные устройства

По материалам: https://www.bearing-news.com/